JP2006283820A - One-way clutch and method of installing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるワンウェイクラッチに関するものであり、より詳細にはワンウェイクラッチの保持器の改良に関する。また、保持器の外輪に対する組み付け方法に関する。 The present invention relates to a one-way clutch used as a part for torque transmission, backstop, etc. in a driving device such as an automobile, and more particularly to improvement of a cage for a one-way clutch. Further, the present invention relates to a method for assembling the cage to the outer ring.
従来、ワンウェイクラッチを産業機械などの回転部分に組み込み使用する場合、振動、慣性などによりその機能が損なわれないように、回転部材である外輪もしくは内輪に一定の引きずりトルクをもたせて保持している。 Conventionally, when a one-way clutch is incorporated into a rotating part of an industrial machine or the like and used, the outer ring or inner ring as a rotating member is held with a certain drag torque so that its function is not impaired by vibration, inertia, etc. .
例えば、外輪の回転に急加減速があるとスプラグは慣性のため外輪軌道面で滑り、摩擦を生じるので外側保持器と外輪との間に、摩擦力、すなわち引きずりトルクを与え、常に一体で回転させる必要がある。これは、外輪の動きを敏速に外側保持器に伝えると共に、スプラグの動きを確実にするためである。 For example, if there is a sudden acceleration / deceleration in the rotation of the outer ring, the sprag slides on the outer ring raceway surface due to inertia and generates friction. It is necessary to let This is because the movement of the outer ring is promptly transmitted to the outer cage and the movement of the sprag is ensured.
上述のような一定の引きずりトルクを得るため、従来のワンウェイクラッチでは外側保持器のフランジ部を楕円形状とするなどの方策をとっていた(特許文献1参照)。また、外側保持器に突起を施したものがある(特許文献2参照)。また、その他、iバー、Tバー、ドラグクリップなどを用いてドラグを発生させるものがある。 In order to obtain the constant drag torque as described above, the conventional one-way clutch has taken measures such as making the flange portion of the outer cage elliptical (see Patent Document 1). Moreover, there exists what gave the protrusion to the outer side holder | retainer (refer patent document 2). In addition, there are those that generate drag using i-bar, T-bar, drag clip and the like.
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
しかしながら、以上説明したような従来のワンウェイクラッチには以下のような問題点がある。まず、外側保持器に突起を設けることは加工工数が増えるため製造コストが上がるという新たな問題点を生じる。 However, the conventional one-way clutch as described above has the following problems. First, providing the protrusions on the outer cage causes a new problem that the manufacturing cost increases because the number of processing steps increases.
また、保持器のフランジ部(もしくは保持器全体を)を楕円形に形成する場合は、楕円形状への加工や、使用中も楕円形状に保つための寸法管理が困難であるとの新たな問題点をひき起こすことになる。更に、例えば、図7に示すように、全体として従来の外側保持器では外輪の軌道面と接触する接触面積が比較的小さく、安定した引きずりトルクが得られなかった。 In addition, when the cage flange (or the entire cage) is formed in an oval shape, a new problem is that it is difficult to process into an oval shape and to manage the size to keep it oval during use. It will cause a dot. Furthermore, for example, as shown in FIG. 7, the conventional outer cage as a whole has a relatively small contact area in contact with the raceway surface of the outer ring, and a stable drag torque cannot be obtained.
従来の楕円保持器は二重保持器の外側保持器として使われ、外輪との間に適度なドラグを発生させてロック時の噛み合い性能の安定化に寄与している。 The conventional elliptic cage is used as an outer cage of the double cage, and generates an appropriate drag between the outer ring and contributes to stabilization of the meshing performance at the time of locking.
ワンウェイクラッチは、外輪と内輪との間に外側保持器と内側保持器が同心円上に配置され円周方向に等間隔に並んだスプラグを支えるようになっている。更に、内側及び外側保持器の間には、スプラグを噛み合い方向に付勢するリボンスプリングが円周状にセットされワンウェイクラッチが確実に噛み合うようにしている。 In the one-way clutch, an outer cage and an inner cage are arranged concentrically between an outer ring and an inner ring so as to support sprags arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, a ribbon spring that urges the sprags in the meshing direction is set between the inner and outer cages in a circumferential manner so that the one-way clutch is securely meshed.
楕円保持器は、iバーやTバーなどに比べ加工が簡単であることから、よく用いられているが、形状的な特徴から外側保持器の楕円形状と内側保持器の真円形状との間は等間隔とはならず、楕円形状に沿って広い部分と狭い部分が生じる。 Elliptical cages are often used because they are easier to process than i-bars and T-bars, etc., but because of their geometrical characteristics, they are between the elliptical shape of the outer cage and the perfect circle shape of the inner cage Are not equally spaced, and a wide portion and a narrow portion are formed along the elliptical shape.
その結果、ワンウェイクラッチが作動を繰り返すとスプラグの動きに応じて外側保持器と内側保持器とが相対回転運動を行うので、狭い部分では保持器間に配置されたリボンスプリングが、非常に厳しい条件下では、外側保持器と接触を繰り返すこともあり、リボンスプリングが部分摩耗を起こす現象も出てくる。 As a result, when the one-way clutch repeats the operation, the outer cage and the inner cage move relative to each other according to the movement of the sprags. Below, contact with the outer cage may be repeated, causing the ribbon spring to partially wear.
従って、本発明の目的は、楕円ケージの利点を生かしながら、リボンスプリングとの干渉を防止する方法として、形状は真円であるが作用は楕円保持器と同等である保持器を備えたワンウェイクラッチを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a one-way clutch provided with a cage that has a perfect circle shape but is equivalent to an elliptical cage as a method for preventing interference with a ribbon spring while taking advantage of an elliptical cage. Is to provide.
また、本発明の他の目的は、保持器の強度低下をもたらすことなく安定した引きずりトルクが得られると共に、製造コストの上昇を招くこともなく構成簡単なワンウェイクラッチを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a one-way clutch that can obtain a stable drag torque without causing a decrease in the strength of the cage and that is simple in construction without causing an increase in manufacturing cost.
上記目的を達成するため、本発明のワンウェイクラッチは、
環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器と、から成るワンウェイクラッチにおいて、
前記保持器の前記円筒部及び前記フランジ部はほぼ真円状に形成され、前記外輪の内周軌道面は真円状に形成されていると共に、前記外輪の内周軌道面の径と前記保持器の前記フランジ部の外径とはほぼ同じであり、前記フランジ部は前記外輪と所定のドラグを保ち、摩擦係合していることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the one-way clutch of the present invention provides:
An outer ring having an annular inner raceway surface, an inner ring spaced radially inward with respect to the outer ring, concentrically disposed so as to be relatively rotatable, and having an annular outer raceway surface, and between the outer ring and the inner ring A torque transmitting member disposed between the inner ring and the outer ring, and an annular ring disposed between the inner ring and the outer ring and extending radially outward from an axial edge of the cylindrical portion and the cylindrical portion. A one-way clutch comprising: a flange portion, and a cage that holds the torque transmission member equally in the circumferential direction by the cylindrical portion,
The cylindrical portion and the flange portion of the cage are formed in a substantially circular shape, the inner circumferential raceway surface of the outer ring is formed in a perfect circle shape, the diameter of the inner circumferential raceway surface of the outer ring and the holding The outer diameter of the flange portion of the vessel is substantially the same, and the flange portion maintains a predetermined drag with the outer ring and is frictionally engaged.
また、本発明のワンウェイクラッチは、
真円状で環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、ほぼ真円状の円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状でほぼ真円状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器とから成るワンウェイクラッチにおいて前記保持器を前記外輪に組付ける方法であって、
前記保持器を変形させた後に、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴としている。
The one-way clutch of the present invention is
An outer ring having a circular and annular inner raceway surface, an inner ring spaced radially inward from the outer ring and concentrically arranged so as to be relatively rotatable, and having an annular outer raceway surface, and the outer ring A torque transmitting member that is disposed on the inner ring and transmits torque between the inner and outer rings; a substantially circular cylindrical portion disposed between the inner ring and the outer ring; and a radius from an axial edge of the cylindrical portion. The retainer in a one-way clutch comprising an annular, substantially circular flange portion extending outward in the direction, and a retainer for holding the torque transmitting member equally in the circumferential direction by the cylindrical portion. A method of assembling the outer ring,
After the retainer is deformed, the retainer is assembled to the inner circumferential raceway surface of the outer ring.
以上のような構成によって、外輪と保持器との間の接触領域が、従来より広くなるため、経時変化が少なく安定した必要な引きずりトルクを得られると共に、リボンスプリングとの干渉を防止し、寿命低下の恐れのないワンウェイクラッチを提供することができる。楕円または多角形などに変形させた保持器を外輪の内周軌道面(軌道面)に組み付け、ほぼ真円状に接することができるため、長径を軸にワンウェイクラッチが軸方向に傾きにくくなる。また、接触面積が大きくなり、摩耗による経時変化が発生しにくくなる。その結果、保持器と外輪とが相対回転しづらくなり、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。 With the configuration as described above, the contact area between the outer ring and the cage becomes wider than before, so that it is possible to obtain a stable required drag torque with little change over time, and to prevent interference with the ribbon spring and to achieve a long service life. It is possible to provide a one-way clutch that is not likely to be lowered. Since the cage deformed into an ellipse or a polygon can be assembled to the inner raceway surface (track surface) of the outer ring and contacted in a substantially circular shape, the one-way clutch is less likely to tilt in the axial direction around the major axis. In addition, the contact area becomes large, and changes with time due to wear are less likely to occur. As a result, the cage and the outer ring are difficult to rotate relative to each other, and drag torque due to a necessary frictional force can be generated from the contact surface with the outer ring, and the posture of the one-way clutch is stabilized in the outer ring.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するものであって、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。また、各図面中同一部分は同一符号で表わしてある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, it is needless to say that the embodiments described below are intended to illustrate the present invention and not to limit the present invention. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチ10の軸方向の断面図である。この場合、トルク伝達部材としてひょうたん形のスプラグを用いた例で示してあるが、本発明はその他の形式のトルク伝達部材を有するワンウェイクラッチにも適用できる。図1において、外輪1はその内周軌道面がほぼ真円の軌道面1aとなっている。また、内輪2はその内周軌道面がほぼ真円の軌道面2aとなっている。外輪1と内輪2とは軌道面1a及び2aとを互いに対向させて、相対回転自在となっている。
FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a one-
外輪1と内輪2とで画成される環状の空間には、両輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材、スプラグ3が円周等分に複数個配置され、内外輪間でトルクを伝達している。スプラグ3は、一対の保持器、すなわち外側保持器5及び内側保持器6にそれぞれ設けたほぼ矩形の窓8内に保持されている。外側保持器5及び内側保持器6の窓8は、それぞれ保持器の両周縁部と柱部とで画成されている。外側及び内側保持器5、6の間にはリボンスプリング4が配置され、スプラグ3に内輪2及び外輪1の各軌道面と噛み合う方向の起き上がりモーメントを与えている。
In an annular space defined by the
図1から明らかなように、ほぼ真円の外径を有する内側保持器6は、円筒部6bと、円筒部6bと一体に形成され、軸方向の一端部でほぼ垂直にすなわち半径方向内方に所定距離延在する環状のフランジ部6aを有しており、フランジ6aの先端部は所定のクリアランスをもって内輪2に対向している。
As is apparent from FIG. 1, the
また、ほぼ真円の内径を有する外側保持器5は、円筒部5bと、円筒部5bと一体に形成され、軸方向の一端部でほぼ垂直にすなわち半径方向外方に所定距離延在する環状のフランジ部5aを有している。
Further, the
ここで、図2−図4を参照して、本発明にかかるワンウェイクラッチ10の外側保持器5の外輪1への組み付け手順を説明する。先ず、図2に示すように、外側保持器5は、ほぼ真円のフランジ部5aと、それと一体に形成されたほぼ真円の円筒部5bとからなっている。従って、外側保持器5は全体として真円状となっている。また、外輪の内周軌道面1aの径と外側保持器5のフランジ部5aの外径とはほぼ同じである。
Here, with reference to FIGS. 2-4, the assembly | attachment procedure to the outer ring |
次に、図2の外側保持器5を不図示の装置を用いて、図中左右方向から押圧して、図3に示すように短径Aをもうけて、全体を楕円形に変形させる。このとき、楕円の長径は、外輪1の内周軌道面1aの径よりも大きくなっている。楕円形状に変形させた後、図4に示すように、外側保持器5の長径側を弾性変形させ、外輪1の内周軌道面1aに嵌め込むように組付ける。このように組み付けられると、外側保持器5は、全体としてほぼ真円形状に近い形状になり、外輪1の内周軌道面1aとフランジ部5aの縁部との間において、円周方向で比較的広い接触領域Cが形成される。この結果、外輪1の内周軌道面1aに対して、外側保持器5のフランジ部5aは所定のドラグを保ち、摩擦係合する。
Next, the
ここで、図7を用いて、従来のワンウェイクラッチ50の外輪30と保持器35との組み付け関係について説明する。ほぼ真円の円筒部35bと楕円に成形されたフランジ部35aとからなる保持器35は、楕円の長軸側に外輪30の内周軌道面30aを接触する膨らみ部35cを設けている。
Here, the assembly | attachment relationship of the outer ring |
楕円の長軸の両端に位置する膨らみ部35cが外輪30の内周軌道面30aに接触することで、必要な引きずりトルクを得ている。図7から明らかなように、内周軌道面30aと膨らみ部35cとの接触領域Dは、内周に占める割合が、図4に示した接触領域Cより小さい。
Necessary drag torque is obtained by the bulging
上記実施例では外輪に組付ける前に保持器を楕円に変形しているが、楕円以外の形状、例えば多角形などの形状に変形させることもできる。外輪が剛性の高い金属の削り仕上げによる真円形状であるのに対し、保持器は環状の比較的薄めの板状であることから、ほぼ真円ではあるが、外輪のように精度の高い真円には加工できない。従って、ある程度の歪が生じるものである。この歪、すなわち変形を積極的に利用して、楕円や多角形に限らず様々な形状に保持器のフランジ部を所定形状に変形して外輪に摩擦係合している。 In the above embodiment, the cage is deformed into an ellipse before being assembled to the outer ring, but it can be deformed into a shape other than an ellipse, for example, a polygon. While the outer ring has a perfect circle shape with a highly rigid metal shaving finish, the cage is a relatively thin plate with an annular shape. It cannot be processed into a circle. Therefore, a certain amount of distortion occurs. By actively using this distortion, that is, deformation, the flange portion of the cage is deformed into a predetermined shape, not limited to an ellipse or polygon, and is frictionally engaged with the outer ring.
また、この歪を加工により意図的に作りあげることもできる。そのため、ほぼ楕円やほぼ多角形の形状等に保持器を変形させる。もし、三角形にすると、フランジ部が外輪の内周軌道面に対して3箇所の接触領域を有することになるため、保持器が外輪に対して回転しなくなる。 Moreover, this distortion can be intentionally made by processing. Therefore, the cage is deformed into a substantially elliptical shape or a substantially polygonal shape. If it is triangular, the flange portion has three contact areas with respect to the inner raceway surface of the outer ring, so that the cage does not rotate with respect to the outer ring.
このような形状の例として、例えば図6では、保持器15は全体として小判状の形状をしている。保持器15は、外輪1の軌道面1aに対して周方向でほぼ180度反対側の2つの接点15aで外輪1の軌道面1aに接触している。また、接点15a間の中間には僅かに窪んだ凹部15bが、それぞれ周方向でほぼ180度対向する位置に設けられている。尚、図5では凹部15bと軌道面1aとの間隙は誇張して表示している。
As an example of such a shape, for example, in FIG. 6, the
2つの接点15aにより、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。
The two
図7は、保持器の更に他の形状を示している。図7では、保持器25は3つの点で外輪1の軌道面1aと接している。保持器25は、周方向等配に3箇所設けられた接点25aで外輪1の軌道面1aに接触している。また、接点25a間の中間には僅かに窪んだ凹部25bが、周方向等配に3箇所設けられている。尚、図5と同様に、図7でも凹部25bと軌道面1aとの間隙は誇張して表示している。
FIG. 7 shows still another shape of the cage. In FIG. 7, the
3つの接点25aにより、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。尚、接点25aは少なくとも3つあることが好ましいが、それ以上の数でも良い。
The three
尚、上述の実施例の説明においては外側保持器及び内側保持器の2つの保持器を有するものとしてワンウェイクラッチを説明したが、保持器が1つだけの形式のワンウェイクラッチにも本発明が適用できることは言うまでもない。また、エンドベアリングを用いる形式のワンウェイクラッチにも適用可能である。 In the above description of the embodiment, the one-way clutch has been described as having two retainers, the outer retainer and the inner retainer. However, the present invention can be applied to a one-way clutch having only one retainer. Needless to say, you can. The present invention can also be applied to a one-way clutch using an end bearing.
1 外輪
2 内輪
3 スプラグ
5 外側保持器
5a フランジ部
6 内側保持器
10 ワンウェイクラッチ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記保持器の前記円筒部及び前記フランジ部はほぼ真円状に形成され、前記外輪の内周軌道面は真円状に形成されていると共に、前記外輪の内周軌道面の径と前記保持器の前記フランジ部の外径とはほぼ同じであり、前記フランジ部は前記外輪と所定のドラグを保ち、摩擦係合していることを特徴とするワンウェイクラッチ。 An outer ring having an annular inner raceway surface, an inner ring spaced radially inward with respect to the outer ring, concentrically disposed so as to be relatively rotatable, and having an annular outer raceway surface, and between the outer ring and the inner ring A torque transmitting member disposed between the inner ring and the outer ring, and an annular ring disposed between the inner ring and the outer ring and extending radially outward from an axial edge of the cylindrical portion and the cylindrical portion. A one-way clutch comprising a retainer that holds the torque transmission member equally in the circumferential direction by the cylindrical portion,
The cylindrical portion and the flange portion of the cage are formed in a substantially circular shape, the inner circumferential raceway surface of the outer ring is formed in a perfect circle shape, the diameter of the inner circumferential raceway surface of the outer ring and the holding A one-way clutch characterized in that the outer diameter of the flange portion of the container is substantially the same, and the flange portion maintains a predetermined drag with the outer ring and is frictionally engaged.
前記保持器を変形させた後に、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴とする保持器の組み付け方法。 An outer ring having a circular and annular inner raceway surface, an inner ring spaced radially inward from the outer ring and concentrically arranged so as to be relatively rotatable, and having an annular outer raceway surface, and the outer ring A torque transmitting member that is disposed on the inner ring and transmits torque between the inner and outer rings; a substantially circular cylindrical portion disposed between the inner ring and the outer ring; and a radius from an axial edge of the cylindrical portion. The retainer in a one-way clutch comprising an annular, substantially circular flange portion extending outward in the direction, and a retainer for holding the torque transmitting member equally in the circumferential direction by the cylindrical portion. A method of assembling the outer ring,
A method for assembling the cage, comprising: deforming the cage, and assembling the cage on the inner raceway surface of the outer ring.
The method according to claim 8, wherein the one-way clutch includes a pair of outer and inner cages.
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